高温 Na-Zn 电池的中子成像及其对电池设计与制造的影响
材料科学
2024-07-31 v1
摘要
本文利用中子辐射成像技术对采用的钠(Na)和锌(Zn)电极以及氯化物盐电解质的电化学电池进行成像和循环测试。由于使用丰富的原料，Na-Zn 系统具有极低的能量归一化成本，但其运行需要将电解质和电极完全熔化，因此必须在 600 摄氏度的温度下运行。为抑制由于全熔液配置导致的自放电，采用多孔陶瓷隔膜分隔电解质，从而阻止负责向 Na 电极迁移的 Zn²+ 离子。中子图像揭示了这些隔膜下方存在大量气泡，这些气泡在电池制造过程中形成，由于电解质的熔化/固化伴随着大的体积变化。循环数据确认，这些气泡通过显著增加欧姆电阻来干扰电池运行。结果表明，需要 either 新的隔膜设计，或一种可防止其形成的电池制造工艺。
引用
@article{arxiv.2407.20263,
title = {Neutron imaging of high-temperature Na-Zn Cells: implications for cell design and fabrication},
author = {William Nash and Martins Sarma and Tobias Lappan and Pavel Trtik and Catherine K. W. Solem and Zhaohui Wang and Alberto Beltrán and Norbert Weber and Tom Weier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.20263},
year = {2024}
}
备注
8 pages, 3 figures